场地回填地基处理强夯试验方案.docx
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场地回填地基处理强夯试验方案
场地回填地基处理强夯试验方案
2016年11月16日
附件一:
试验区平面图
附件二:
强夯法处理地基单点夯试验记录表
三、试验依据及技术标准
(1)《场道工程设计说明》(司2016年10月提供)
(2)《地基处理工程设计施工图纸》(有限公司2017年1月提供);
(3)《机场工程测量报告》(团有限公司2016年10月提供)
(4)《岩土工程勘察报告(详勘)(2014年2月版)》(江西洪都航空工业集团有限公司提供)
(5)现场踏勘、地形实测等获取的资料、拟建场地周边项目资料
(6)《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)
(7)《强夯地基处理技术规程》(CECS279:
2010)
(8)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
(9)《民用机场岩土工程设计规范》(MH/T5027-2013)
(10)《民用机场飞行区土(石)方与道面基础施工技术规范》(MH5014-2002)
(11)《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
四、试验目的
(1)检验强夯工艺的场地适用性,是否能够满足机场设计中地基强度、压缩(变形)模量、密实度(或固体体积率)等参数要求;
(2)为大面积地基处理和土石方填筑施工提供依据,确定不同填料深度的强夯能级,确定不同能级下单点点夯的夯击次数、点夯夯击遍数、整体夯沉量,相邻两次点夯夯击的间歇时间,满夯遍数及搭夯面积等;
(3)为施工质量的控制和验收标准提供依据。
五、试验方案
5.1试验方法
试验前,场地已完成清表清淤以及铺设山皮石垫层的工作。
本试验首先在山皮石垫层完成面上进行单点夯试验和群夯试验,并在采集包括单点夯沉量和整体夯沉量等数据,和完成固体体积率试验后,在山皮石垫层上回填砂至要求标高,再在回填砂完成面上继续单点夯和群夯试验,同样的,采集包括单点夯沉量和整体夯沉量等数据,并完成夯前夯后的标贯试验和动探试验、密实度试验以及载荷试验,最后根据试验数据和检测结果,对不同填筑体厚度条件下,不同能级和击数的强夯效果进行对比分析,形成成果报告。
本次试验的检测单位为江西恒信工程检测集团有限公司。
5.2试验准备
5.2.1试验人员及设备配置
(1)强夯施工班组一队;
(2)履带吊车(带龙门架);
(3)夯锤直径2.0~2.5m,锤重15~20吨;
(4)推土机,装载机等;
(5)RDK、百米卷尺、水准仪、塔尺等。
5.2.2试验前准备
(1)对试验人员进行技术交底;
(2)平整场地,场地周边开挖排水沟,将水位降至强夯作业面以下2.0m;
(3)试验区范围用白灰或警戒带标示,测量场地标高,夯点定位;
(4)设备及人员就位。
5.2.3回填材料要求
(1)山皮石:
含泥量不大于5%;含石量不小于70%,最大粒径不大于30cm,Cu>10。
(2)砂:
含泥量不大于5%,有机质含量不大于2%;含水量建议8%-12%,控制含水量为最优含水量±2%。
5.3试验流程及工艺
试验流程如下:
施工准备→定位放线→夯前标贯试验和动探试验→测量场地高程→夯机就位→测量夯前锤顶高程→对夯点进行夯击,测量每击夯沉量→完成第一遍单点夯击→夯后标贯试验和动探试验→确定最佳单点夯击数和夯击能级→完成第二遍单点夯击→低能量满夯→密实度试验和载荷试验。
本试验采用强夯工艺,两遍点夯、一遍满夯,强夯工艺如下:
①标出第一遍夯点位置,并测量场地高程;
②强夯机械设备就位,将夯锤中心点对准夯点中心点;
③测量夯前锤顶高程;
④将夯锤起吊到预定高度,开启脱钩装置,待夯锤脱钩自由下落后,放下吊钩,测量锤顶标高,若发现因坑底斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑底整平;
⑤重复步骤④,按设计规定的夯击次数及控制标准,完成一个夯点的夯击;
⑥换夯点,重复步骤②-⑤,完成第一遍全部夯点的夯击;
⑦用推土机将夯坑填平,并测量场地高程;
⑧在规定的间隔时间后,按上述步骤逐次完成全部夯击遍数,最后用低能量满夯,将场地表层松土夯实,并测量夯后场地高程。
5.4强夯试验区域选取
根据地勘资料和平面图,结合现场实测地形标高、填筑体厚度和回填进度,由参建各方共同选定试验区的位置(如图5.1)。
图5.1强夯试验区位置
各强夯试验区范围尺寸均为30m×36m,试验区内的点夯布点按设计要求选用梅花型,单遍点夯夯点间距8m×6m,夯点及各检测点的布设详见附图《强夯试验区平面图》。
试验区的划分及各区试验参数如下:
表5.1试验区概况表
试验区
试验区
(1)
试验区
(2)
试验区(3)
试验区位置
P247+12~P248+16/
H189+4.7~H190+2.7
P311+16~P313+00/
H187+11~188+9.6
P315+12~P316+16/
H185+6.7~H190+14.7
山皮石垫层厚度
1.0m
1.0m
1.0m
山皮石垫层
单点夯试验能级
1000kN·m
1000kN·m
1000kN·m
山皮石垫层
满夯试验能级
1000kN·m
1000kN·m
1000kN·m
山皮石强夯后
检测内容
固体体积率试验
回填砂厚度
≤2.0m
2.0~4.0m
4.0m~6.0m
回填砂
单点夯试验能级
1500kN·m
2000kN·m
3000kN·m
回填砂
满夯试验能级
1000kN·m
1000kN·m
1000kN·m
填筑体强夯后
检测内容
标准贯入试验、重型动力触探试验、密实度试验、载荷试验
5.5质量管控措施及安全措施
5.5.1质量管控措施
(1)排水:
排水是保证强夯质量的关键,应特别强调重视。
强夯前应在场地周边开挖排水沟,并保持排水沟内不积水。
同时,每遍强夯施工前均需要对水位进行检查,满足要求后方可施工。
对于夯坑出水,一定充分抽水,直至无水后方可推平。
(2)开夯前检查夯锤落距是否正确,确保夯击能符合设计要求。
精确测量每击夯沉量和每个夯点夯击数,避免出现少击漏夯现象。
(3)强夯定位放线,控制点允许位移±20mm;夯点定位允许偏差±50mm;夯击时,夯击点中心位移偏差应小于150mm;夯击时夯锤应起落平稳,当夯坑底倾斜大于30°时,应将坑底填平后再进行夯击。
(4)点夯停锤标准:
要求最后两击的平均夯沉量小于50mm。
若按试验击数夯后发现最后两击平均夯沉量未满足要求,应继续夯击,直至达到要求的平均夯沉量,并记录下所用击数。
如遇到其他情况应及时汇报,不得私自做主。
夯坑周围地面不应发生过大的隆起;不应出现夯坑过深而发生拔锤困难的现象。
(4)严格控制每遍夯击、推平等工序的间歇时间。
在设计要求的间歇时间的基础上,可根据强夯时填筑体实际含水情况合理调整间歇时间,若含水量较低,可适当缩短间歇时间。
(5)每遍点夯和满夯施工结束时,按20×20m方格网测量推平地面测量高程。
5.5.2安全措施
(1)开工前各级施工管理人员要建立和完善安全管理体系、制度和三级安全技术交底。
严格执行国家及南昌市有关施工现场安全管理条例及办法;
(2)在强夯作业区域周边设置警戒带,设立警示牌,及时封闭施工现场,外来闲杂人员一律不得进入施工现场;
(3)强化安全法制观念,严格执行安全工作文字交底,双方认可,坚持特殊工种持安全操作证上岗制度等;
(4)进入施工现场的人员必须按规定戴安全帽,并系下颌带。
戴安全帽不系下颌带视同违章;
(5)施工现场使用的机械设备应进行安装、使用全过程安全管理。
机械设备操作应保证专机专人,持证上岗,严格落实岗位责任制。
(6)认真执行机械设备的交接班制度,做好交接班管理。
(7)施工现场机械设施严禁超载和带病运行,运行中禁止维修保养,操作人员离机或作业停电时,必须切断电源。
(8)强夯机移动时,施工场地应按坡度不大于3%,必须有专人指挥协调,严格遵循操作规程。
(9)强夯施工时严格执行安全管理专业人员旁站监督制度。
5.6单点夯试验
5.6.1目的
1、确定合理的单点夯击数和夯击能量。
2、确定在不同夯击能量下,单点夯击下沉量、影响深度、影响半径。
5.6.2方法
分别在山皮石铺设和回填砂完成后对填筑体进行强夯,并进行相应检测。
(1)山皮石强夯
在各强夯试验区山皮石垫层进行1000kN.m能级的点夯试验,并确定该能级下单点点夯的最佳夯击数。
终锤标准:
最后两击平均夯沉量不低于50mm。
若夯点出现试验击数不满足该标准,则在单点夯试验结束后继续补夯至达到标准方可收锤,并记录下实际夯击数。
点夯夯击过程中测量每击的下沉量,通过测量夯击前后夯锤顶标高计算各击夯沉量。
试验中应注意调整夯锤状态,使夯坑平整。
为消除夯锤倾斜对测量结构的影响,应测量夯锤上3个不同位置的标高,取其平均值作为测量时夯锤的顶标高。
强夯加固效果通过夯前、夯后的标准贯入试验和重型动力触探试验结果对比进行验证,山皮石密实度则通过固体体积率试验进行检测,可在上部回填砂强夯完后一同进行。
(2)填筑体(砂)强夯
由于场地内填筑体厚度变化较大,针对填筑体厚度在2.0m以下、2.0~4.0m以及4.0~6.0m的区域分别设置强夯试验区,在三个试验区分别进行1500kN.m、2000kN.m、3000kN.m三个能量级的点夯试验,验证不同填筑体厚度下试验选用强夯能级的加固深度和加固效果,并确定不同能级下的最佳夯击数。
终锤标准:
最后两击平均夯沉量不低于50mm。
若夯点出现试验击数不满足该标准,则在单点夯试验结束后继续补夯至达到标准方可收锤,并记录下实际夯击数。
点夯夯击过程中测量每击的下沉量,通过测量夯击前后夯锤顶标高计算各击夯沉量。
试验中应注意调整夯锤状态,使夯坑平整。
为消除夯锤倾斜对测量结构的影响,应测量夯锤上3个不同位置的标高,取其平均值作为测量时夯锤的顶标高。
不同强夯能级的影响深度和强夯加固效果,通过夯前、夯后的标准贯入试验和重型动力触探试验结果对比进行验证。
5.5群夯试验
5.5.1目的
判断整体强夯设计方案的适宜性,检测强夯后地基的物理力学指标是否满足设计要求。
群夯试验过程中取得的参数将是指导工程施工的依据。
实际施工时的各项参数、工艺流程与群夯试验施工完全一致。
5.5.2方法
群夯试验是在单点夯试验的基础上,按单点夯试验确定的强夯能级、夯击数和布点间距进行施工,并控制最后两击的平均夯沉量满足设计要求,使地基土在水平方向和垂直方向均得到有效加固。
群夯试验流程如下:
(1)在单点夯试验的基础上,按设计要求进行分遍点夯;
(2)两遍点夯完后,按设计要求进行满夯;
(3)强夯施工完成后,在夯前进行重型动力触探试验和承载力载荷试验的位置再做一次重型动力触探试验和承载力载荷试验,并选取点进行密实度试验(或固体体积率试验)、载荷试验。
群夯试验试验参数如下:
(1)采用两遍点夯、一遍满夯;
(2)点夯夯点梅花型布置,夯点间距8m×6m;
(3)强夯能级和夯击数按照单点夯试验结果选取,对单点夯试验中夯击数少于最佳夯击数的夯点,应补夯至最佳击数,并且最后两击的平均夯沉量应满足设计要求,否则应继续夯至合格为止;
(4)两遍点夯间歇时间5天,根据填筑体含水量,在保证超空隙水压力消散的前提下,可适当调整间歇时间;
(5)满夯能级和满夯击数详见本章5.4节,满夯锤印搭接不小于1/4。
强夯施工完后,采用灌水法或灌沙法试验对地基密实度进行检测,并选取点做载荷试验,检验地基强度。
六、试验检测及数据分析
6.1试验检测标准及要求
6.1.1固体体积率
强夯后山皮石固体体积率应不小于83%。
6.1.2压实度
强夯后砂的压实度要求见下表:
表6.1道基压实度要求
部位
土基顶面或土面以下深度(m)
压实度(%)
飞行区道面影响区
填方
0~4.0
≥96
≥4.0
≥95
填方及零填
0~0.3
≥96
0.3~0.8
≥94
6.1.3重型动力初探试验和标准贯入试验
强夯后填筑体的圆锥动力触探试验和标准贯入试验当量值不小于8击。
6.1.4载荷试验
强夯后地基承载力应不小于120kPa。
6.2试验方法
6.2.1固体体积率
1、仪器与材料:
台秤、囊式体积仪采用柔软和富有弹性的塑料薄膜袋、测量仪器(精密水准仪、水准尺、钢卷尺、坑口定位标准尺寸环等)、开挖试验坑的用具等。
2、方法与试验步骤:
(1)将试验处的试坑地面整平,除去表面松散的土层,测量其层面标高;
(2)按试样最大粒径的3倍粒径尺寸确定试坑开挖的直径和深度,放置坑口定位环;
(3)在坑口定位环内下挖至要求深度,边挖边将坑内的试样装入盛土容器中,称试样质量,精确到0.1kg,并测定试样的含水率;
(4)开挖试坑时应将坑壁和坑底整平,对松动的碎石全部取出,并称取质量;
(5)试坑开挖完成后,量测坑壁及坑底的情况,包括坑壁凹凸形态、试坑直径,坑底标高等;
(6)将塑料薄膜袋轻轻放置坑内后,将已称取质量的水缓慢灌入塑料薄膜袋中内,直至水面与坑口定位环齐平,并对静止的水面观测3min后,测量水面标高。
计算试坑体积时,应扣除定位环的体积,当袋内出现水面下降时,应另取塑料薄膜袋重新试验;
(7)所有测量工作完成后,采用最大粒径不大于100mm的级配碎石回填试坑,要求按每层300mm的厚度进行分层填筑夯实。
3、试验数据整理应符合下列规定:
(1)试样的湿密度按式(6-1)计算:
ρ0=m0/ʋ(6-1)
式中:
ρ0——石料和土石混合料的湿密度(kg/cm3);
m0——试样总质量(kg);
ʋ——试坑的体积(m3)。
(2)试样的干密度按式(6-2)计算:
ρd=md/ʋ(6-2)
式中:
ρd——石料和土石混合料的干密度(kg/cm3);
md——试样干质量(kg)。
(3)绘制密度与深度关系曲线。
(4)固体体积率应按式(6-3)和(6-4)计算:
Rsv=(ρd/ρw)/Gsm(6-3)
Gsm=1/(P1/Gs1+P2/Gs2)(6-4)
式中:
Rsv——石料和土石混合料的固体体积率(%);
ρw——试验温度时纯水的密度(kg/cm3),取1000kg/cm3;
Gsm——平均土粒比重;
Gs1——粒径大于、等于5mm土颗粒的土粒比重;
Gs2——粒径小于5mm土颗粒的土粒比重;
P1——粒径大于、等于5mm土颗粒干质量占试样干质量的百分比(%);
P2——粒径小于5mm土颗粒干质量占试样干质量的百分比(%);
(5)土粒比重试验应符合《土工试验方法标准》(GB/T50123)的规定。
各试验区固体体积率检测点布置及检测数量详见夯点布置平面图。
6.2.2压实度
强夯后砂的压实度,采用灌水法或灌砂法进行测定。
试验步骤参考6.2.1固体体积率试验相应部分。
6.2.3重型动力触探和标准贯入试验
填筑体强夯前、后在相同位置进行重型动力触探试验和标准贯入试验。
1、重型动力触探试验要求:
(1)采用自动落锤装置;
(2)触探杆的最大偏斜度不应超过2%,锤击贯入应连续进行;同时防止锤击偏心、探杆倾斜和侧向晃动,保持探杆垂直度;锤击速率每分钟宜为15~30击;
(3)每贯入1m,宜将探杆转动一圈半,当贯入深度超过10m,每贯入20cm宜转动探杆一次;
(4)对于重型动力触探,当连续N63.5>50时,可停止或改用超重型动力触探。
2、标准贯入试验要求:
(1)标准贯入试验孔采用回转钻进,并保持孔内水位略高于地下水位。
当孔壁不稳定不稳定时,可用泥浆护壁,钻至试验标高以上15cm。
清除孔底残土后再进行试验;
(2)采用自动脱钩的自由落锤法进行锤击,并减小导向杆与锤间的摩擦力,避免锤击时的偏心和侧向晃动,保持贯入器、探杆、导向杆连接后的垂直度,锤击速率应小于30击/min;
(3)贯入器打入土中15cm后,开始记录每打入10cm的锤击数为标准贯入试验锤击数N。
当锤击数达到50击,而贯入深度未达到30cm时,可记录50击的实际贯入深度,按下式(6-5)换算成相当于30cm的标准贯入试验锤击数N,并终止试验;
N=30×(50/△S)(6-5)
式中△S——50击时的贯入度(cm)
6.2.4载荷试验
载荷试验要求:
(1)浅层平板载荷试验的试坑宽度或直径不应小于承压板宽度或直径的三倍;深层平板载荷试验的试井直径应等于承压板直径;当试井直径大于承压板直径时,紧靠承压板周围土的直径不应小于承压板直径;
(2)试坑或试井的岩土应避免扰动,保持其原状结构和天然湿度,并在承压板下铺设不超过20cm的砂垫层找平,尽快安装试验设备,螺旋板头入土时,应按每转一圈下入一个螺距进行操作,减少对土的扰动;
(3)载荷试验宜采用圆形刚性承压板,根据土的软硬或岩土裂隙密度选用合适的尺寸,本次试验承压板面积不宜小于0.25m2;
(4)载荷试验加荷方式应采用分级维持荷载沉降相对稳定法(常规慢速法);加荷等级宜选取10~12级,并不应少于8级,荷载测精度不应低于最大荷载的±1%;
(5)承压板的沉降可采用百分表或电测位移计量测,其精度不应低于±0.01mm;
(6)每级施加荷载后,间隔5min、5min、10min、10min、15min、15min测读一次沉降,以后每隔30min读一次沉降,当连续两小时每小时沉降量小于等于0.1mm时,可认为本次沉降已达到相对稳定标准,施加下一级荷载;
(7)当出现下列情况之一时,可终止试验:
1)承压板周围的土出现明显侧向挤出,周边岩土出现明显隆起或径向裂缝持续发展;
2)本级荷载的沉降量大于前级荷载沉降量的5倍,荷载与沉降曲线出现明显陡降;
3)在某级荷载下24h沉降速率不能达到相对稳定标准;
4)总沉降量与承压板直径(或宽度)之比超过0.06.
各试验区压实度、标贯试验、动探试验及载荷试验点布置及检测数量详见夯点布置平面图。
6.3数据分析
(1)单点夯试验
记录各夯点的单击夯沉量、累积夯沉量和夯前、夯后的试验区场地标高,作出不同强夯能量下单点夯击数n与单击沉降量Si、单点夯击数n与累积沉降量ΣSi的关系曲线图,并绘制不同强夯能量、不同夯击数条件下强夯前后不同处理深度与标准贯入击数N和动力触探击数N63.5的关系曲线图,验证不同能级和不同夯击数的加固深度和加固效果,确定强夯最优夯击能量和最佳点夯击数。
(2)群夯试验
记录载荷试验中各级荷载值P下的沉降值S,通过载荷试验P-S曲线分析采用试验强夯参数施工后地基承载力是否达到设计要求。
同时通过固体体积率和密实度试验的检测结果,比较不同强夯参数处理后的地基密实度,以确定试验参数是否满足设计要求。
根据对比分析检测结果,确定是否需要对强夯试验参数做出适当调整,为强夯施工提供依据。
附件一:
试验区平面位置及夯点布置图
图1试验区
(1)平面图
图2试验区
(2)平面图
图3试验区(3)平面图
附件二:
强夯法处理地基单点夯试验记录表
表HKF1强夯法处理地基单点夯试验记录表版次/修改码(B/O):
工程名称:
地基土类别:
锤的类别:
锤重:
(t)变形标桩埋深:
(m)
试验地点:
初见地下水位:
(m)锤的形状:
落距:
(m)夯击坑面积:
(m2)
试验日期:
月日稳定地下水位:
(m)锤底面积:
(m2)夯击能量:
(kN·m)地面测量面积:
(m2)
项目
测点
夯击数
夯击坑下沉量(m)
距夯击点中心不同距离的地面隆起量(m)
有效
夯实
系数
夯击锤测试点
下沉量(m)
下沉体积(m3)
隆起体积(m3)
1
2
3
4
Si
Si
Vi
Vi
hi
hi
hi
hi
hi
hi
VI'
VI'
原始标高
1
2
3
4
5
6
a)平面布置
b)夯击数与下沉量关系
c)夯击数与隆起量的关系
d)夯击数与有效夯击数关系
质检员:
记录员:
年月日
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